Баланс и качество продуктов крекинга
Варьирование оперативных параметров каталитического крекинга
(Т, τ и Кцк) весьма заметно влияет на выходные показатели процесса —
материальный баланс и качество продуктов. Это влияние целесообраз-
но рассматривать прежде всего с точки зрения выхода и качества целе-
вых продуктов — бензина и сжиженных газов.
Наиболее легко регулируемым и значимым параметром каталити-
ческого крекинга является температура. С повышением температуры
скорости всех реакций крекинга возрастают пропорционально энергиям
активации их по закону Аррениуса, т. е. температурным коэффициентам
реакций. Следует еще отметить, что в процессе крекинга одновременно
с каталитическими реакциями может иметь место протекание и неже-
лательных термических реакций (энергия активации которых выше,
чем для каталитических реакций).
В процессе каталитического крекинга возможность для варьиро-
вания времени контакта (или то же самое, что объемной (массовой)
скорости подачи сырья) ограничена узкими пределами из-за необхо-
димости поддержания, с одной стороны, заданной производительности
по сырью и, с другой – требуемой глубины конверсии.
Снижение (или увеличение) τ можно компенсировать соответст-
вующим повышением (или понижением) температуры крекинга, как
это часто применяется в некоторых химико-технологических процес-
сах, но в тех, в которых протекает одна простая химическая реакция.
В случае сложного многостадийного процесса каталитического кре-
кинга нефтяного сырья по причине того, что энергия активации от-
дельных первичных и вторичных реакций крекинга различается весьма
существенно, идентичной компенсации антибатного влияния τ и Т на
выход и качество продуктов не может быть достигнуто, за исключением
глубины конверсии сырья. Кратность циркуляции катализатора (Кцк)
оказывает на конверсию сырья и выход продуктов влияние, примерно
аналогичное влиянию τ: с ростом Кцк повышается глубина конверсии
примерно так же, как при увеличении τ. Исключение составляет выход
кокса на сырье, который возрастает пропорционально Кцк, но при этом
удельное содержание кокса на катализаторе несколько снижается и со-
ответственно возрастает средняя активность катализатора.
Из вышеизложенного следует, что при варьировании оперативными
параметрами процесса каталитического крекинга выходные показатели
крекинга будут изменяться по сложным и часто экстремальным зависи-
мостям. Это обусловливает необходимость оптимизации технологичес-
ких параметров с целью достижения максимального выхода целевых
продуктов высокого качества.
6.5.4. Технологическая схема установки каталитического крекинга
С прямоточным лифт-реактором
Промышленные установки каталитического крекинга имеют одно-
типную схему по фракционированию продуктов крекинга и различа-
ются в основном конструктивным оформлением и принципом реак-
ционного блока. В отечественной нефтепереработке эксплуатируются
установки разных поколений: типа 43-102 с циркулирующим шарико-
вым катализатором; типа 43-103, 1А/1М и ГК-3 — с кипящим слоем
микросферического катализатора и типа Г-43-107 с лифт-реактором.
Основное развитие в перспективе получат комбинированные установ-
ки каталитического крекинга Г-43-107 и их модификации. В их состав
кроме собственно установки каталитического крекинга входят блок гид-
роочистки сырья крекинга производительностью 2 млн т/год и блок
газофракционирования и стабилизации бензина.
Технологическая схема секций крекинга и ректификации установки
Г-43-107 представлена на рис. 6.6. Гидроочищенное сырье после подо-
грева в теплообменниках и печи П смешивают с рециркулятом и водя-
ным паром и вводят в узел смешения прямоточного лифт-реактора Р-1
(рис. 6.7). Контактируя с регенерированным горячим цеолитсодержащим
катализатором, сырье испаряется, подвергается катализу в лифт-реакторе
и далее поступает в зону форсированного кипящего слоя Р-1. Продукты__
Рис. 6.6. Принципиальная технологическая схема установки
каталитического крекинга Г-43-107:
I — гидроочищенное сырье; II — газы на АГФУ; III — нестабиль-
ный бензин на стабилизацию; IV — легкий газойль; V — тяжелый
газойль; VI — декантат; VII — водяной пар; VIII — дымовые газы;
IX — вода; X — воздух; XI — катализаторная пыль
реакции отделяют от
катализаторной пыли
в двухступенчатых цик-
лонах и направляют
в нижнюю часть ректи-
фикационной колон-
ны К-1 на разделение.
Закоксованный ка-
тализатор из отпарной
зоны Р-1 по наклонно-
му катализаторопро-
воду подают в зону ки-
пящего слоя регенера-
тора Р-2, где осущест-
вляют выжиг кокса
в режиме полного окис-
ления оксида углерода
в диоксид. Регенери-
рованный катализа-
тор по нижнему наклонному катали-
заторопроводу далее поступает в узел
смешения лифт-реактора. Воздух на
регенерацию нагнетают воздуходув-
кой. При необходимости его можно
нагревать в топке под давлением. Ды-
мовые газы через внутренние двухсту-
пенчатые циклоны направляют на ути-
лизацию теплоты (на электрофильтры
и котел-утилизатор).
В К-1 для регулирования темпера-
турного режима предусмотрены верх-
нее острое и промежуточные циркуля-
ционные (в средней и нижней частях)
орошения. Отбор легкого и тяжело-
го газойля осуществляют через от-
парные колонны К-2 и К-3. Нижняя
часть колонны является отстойником
(скруббером) катализаторного шлама,
который возвращают в отпарную зо-
ну Р-1.
Рис. 6.6. Принципиальная технологическая схема установки
каталитического крекинга Г-43-107:
I — гидроочищенное сырье; II — газы на АГФУ; III — нестабиль-
ный бензин на стабилизацию; IV — легкий газойль; V — тяжелый
газойль; VI — декантат; VII — водяной пар; VIII — дымовые газы;
IX — вода; X — воздух; XI — катализаторная пыль
Рис. 6.7. Лифт-реактор:
1 — зона псевдоожиженного слоя; 2 — лифт-
реактор; 3 — отпарная секция; 4 — циклоны
Часть тяжелого газойля подают в узел смешения лифт-реактора
как рециркулят. С верха колонны выводят смесь паров бензина, воды
и газов крекинга, которую после охлаждения и конденсации разделяют
в газосепараторе С-1 на газ, нестабильный бензин, направляемые в блок
газофракционирования и стабилизации бензина. Водный конденсат
после очистки от сернистых соединений выводят с установки. Ниже
приведены материальный баланс, технологический режим установки
Г-43-107 и качество сырья крекинга.